Як проводиться визначення теплоти згорання палива дослідним шляхом

Як проводиться визначення теплоти згорання палива дослідним шляхом?

Qв = 38800 кДж / кг, Н р = 15,20%, W p = 1,8%.
Рішення:
Нижчу теплоту згоряння робочого палива визначимо за формулою:

Qн = 38800 - 25 (9 • 15,20 + 1,8) = 35335 (кДж / кг)
Для визначення теплоти згорання палива дослідним шляхом використовують калорій-метричну установку, основними елементами якої є бомба і калориметр. Суть методу за-лягає у спалюванні навішення випробуваного рідкого палива в калориметричної бомби (при постійному обсязі) в середовищі стисненого кисню і визначенні коли-пра теплоти, що виділилася при згоранні.

Калориметрична бомба, виготовлена ​​з нержа-віють стали, являє собою товстостінний ци-ліндріческій посудину, закритий кришкою. Вона кріпиться до корпусу накидною гайкою. В її канали для впускання і випуску газів вкручені штуцера з ковпачками. Трубка призначена для заповнення бомби киснем, одночасно вона служить електродом. Випускний штуцер забезпечений голчастим вентилем. В кришку ввернуть токоведущий стрижень з кільцем для утримання чашки. Бомба самоуплотняется тиском наповнює її газу; при гідравлічному випробуванні вона повинна витримувати тиск 10 МПа.

Бомбу поміщають в калориметр, який складається з калориметричного судини і термостатирует оболонки. Калориметрический посудину циліндричної форми виконаний з тонкого ретельно відполірованого металевого листа. Оболонка являє собою двухстенний металевий кожух, що захищає калориметрический посудину від повітряних потоків і коливань температури навколишнього середовища.

У чашечку наливають 0,5. 0,6 г випробуваного нафтопродукту. Між електродами і прикріплюють запальний дріт (залізну, нікелінову, константанових або мідну) діаметром 0,1. 0,2 мм. Її вигину-ють у вигляді петлі, в яку зміцнюють смужку запальний плівки. В бомбу наливають 1 мл дистильованої води.

Між бомбою і кисло-рідним балоном включають редуктор з манометром і напол-ють калориметричну бомбу до необхідного тиску-ня (2,9 МПа для рідкого палива).

Бомбу встановлюють на дно калориметричного со-суду, який заливають ді-стіллірованной водою до повного занурення бомби. Ковпачки долж-ни виступати над водою. Температуру води в калоріях-метрі заміряють спеці-ним термометром з ціною поділки 0,01 ° С. Потім замикають ланцюг електричного струму, з'єднані з клем бомби. Відбувається запал палива, разом з ним згорають запальний дріт і смужка запальний плівки.

Питома теплота згоряння в бомбі знаходиться за формулою:

де С - теплостійкість калориметричній системи, кДж / с; t1. t2 - відповідно початкова і кінцева температура води; Δt - поправка до показань термометра, що враховує теплообмін калориметра з навколишнім середовищем; q - питома теплота згоряння запальний дроту, кДж / кг; m1 - маса дроту для запалу, кг; m - маса наважки (нафтопродукт), кг; m2 - маса плівки, кг; Qпл - питома теплота згоряння плівки.

завдання 2
Марка автомобільного бензину АІ-98.

Октанове число бензину по моторному методу 89 / М.

Температура перегонки 10% - 66 0 С.

Температура перегонки 50% - 111 0 С.

Температура перегонки 90% - 176 0 С.

Тиск насичених парів - 66500 Па.

Оцінити детонационную стійкість бензину, його пускові властивості, прийомистість двигуна при роботі на цьому бензині, повноту випаровування і схильність до Шлакообразованіе?

Чи буде відбуватися змивши масла зі стінок циліндра при роботі двигуна? Чи можливо буде освіту в спекотні дні в системі живлення парових пробок?

Детонационная здатність бензину АІ-98 хороша, тому що октанове число повинно бути не менше 85. За умовою завдання октанове число дано 89.

Температура перегонки 10% бензину характеризують пускові властивості палива. Для бензину літніх сортів необхідно, щоб 10% палива википало при температурі не вище 70 0 С. За умовою завдання температура перегонки 10% - 66 0 С. Таким чином, пуск двигуна буде хорошим.

Температура перегонки 50% бензину характеризує швидкість прогрівання та прийомистість двигуна. Температура перегонки 50% річного бензину повинна бути не більше 120 0 С. За умовою завдання температура 111 0 С. Отже, забезпечений швидкий прогрів і хороша прийомистість двигуна під час експлуатації автомобіля.

Температура перегонки 90% бензину і кінця його кипіння характеризують повноту випаровування. Якщо в бензині міститься багато висококиплячих вуглеводнів та інших сполук, то вони не випаровуються у впускному трубопроводі двигуна і потрапляють в циліндри в рідкому вигляді. Деяка частина рідкого бензину, що надходить в циліндри, випаровується й згоряє, а частина, що залишилася стікає по стінках циліндра і змиває з них масло. При цьому в масло потрапляють важкі фракції бензину.

При використанні бензину з високими температурами перегонки 90% і кінця кипіння збільшуються знос двигуна, витрата палива, нагарообразование на деталях двигуна, підвищується токсичність відпрацьованих газів.

Температура перегонки 90% річного бензину повинна бути не більше 180 0 С. За умовою завдання температура 176 0 С. Це відповідає умові.

Тиск насичених парів літнього бензину всіх марок має бути не більше 66700 Па. За умовою завдання тиск насичених парів не перевищує норму і становить 66500 Па. Таким чином, утворення парових пробок в жарку пору виключено.

Крива перегонки бензину

Температура навколишнього повітря - -50 0 С.

Цетанове число - 49.

Масова частка сірки - 0,35%.

Концентрація фактичних смол 34 мг на 100 см 3 палива.

Відповідь.
Марка палива буде А-035 - (- 55). Зимове паливо, за змістом сірки відноситься до другого виду, значення температури застигання було взято з урахуванням того, що температура навколишнього повітря -50 0 С.

Цетанове число визначає жорсткість і економічність роботи дизелів. Цетанове число визначає не тільки характер протікання процесу згоряння при сталій роботі, але і пускові якості палива.

Цетанове число дизельного палива впливає на запуск двигуна. Для нормального пуску і плавної роботи дизеля необхідно, щоб паливо зимових сортів мало число - 45 ... 50 од. За умовою завдання цетанове число дорівнює 49.

Фактичні смоли - це залишок, що утворився в скляній чашці після випаровування певного обсягу випробуваного палива на водяній бані в струмені повітря. Концентрація фактичних смол впливає на здатність палива протистояти підвищеного утворення нагару і закоксовування форсунок. При погіршенні розпилення палива порушується сумішоутворення, відбувається неповне його згоряння, що призводить до димлення, зниження потужності дизеля і підвищеної витрати палива.

Концентрація для зимового дизельного палива не повинна перевищувати 30 мг на 100 см 3. За умовою завдання концентрація фактичних смол 34 мг на 100 см 3 палива, що не відповідає нормам.

Температура спалаху - це мінімальна температура, при якій пари палива, що нагріваються в спеціальному апараті, утворюють горючу суміш, спалахує при піднесенні до неї полум'я. За температурі спалаху оцінюють огнеопасность нафтопродуктів, а також кількість фракцій з високим тиском пари. Для арктичного палива воно становить не нижче 30 град.

Завдання 4.
Дана група моторного масла за експлуатаційними властивостями, клас в'язкості і значення кінематичної в'язкості при 100 0 С. Відповідно до класифікації моторних масел встановити марку масла для конкретного типу двигуна і вказати величину індексу в'язкості. Чи містить це масло загущену вязкостную присадку? Вказати випускається вона в даний час і чи допускається до призначення знову розробляється і модернізовану техніку? Як визначається кінематична в'язкість масла?

Тип двигуна - дизельний.

Група масел за експлуатаційними властивостями - Е.

Клас в'язкості - 4з / 10.

Кінематична в'язкість при 100 0 С - 10 сСт.

Кінематична в'язкість при 40 0 ​​С - 89 сСт.

Відповідь.
Судячи з умов даними в задачі марка моторного масла: М-4з / 10Е2 (м). для високофорсованих дизельних двигунів при використанні в тяжких умовах роботи. Дане олія універсальна. Містить загущающую присадку. Масло володіє високими миючий-диспергуючі і протиокислювальними властивостями, великим запасом нейтралізують речовин. Застосовується для таких дизельних двигунів як: СМД-60/62, СМД-21/22, ЯМЗ-238НБ і т.д.

Індекс в'язкості для даного масла можна визначити з формули високотемпературних відкладень корозії підшипників.

де v - кінематична в'язкість масла при 40 0 ​​С з індексом в'язкості, рівним 0, що володіє при 100 0 З такою ж кінематичною в'язкістю, як випробний масло, сСт (довідкові дані). v = 147,7сСт.

v1 - кінематична в'язкість випробуваного масла при 40 0 ​​С, сСт.

v2 - кінематична в'язкість випробуваного масла при 40 0 ​​С з індексом в'язкості, рівним 100, що володіє при 100 0 З такою ж кінематичною в'язкістю, як випробний масло, сСт (довідкові дані). v2 = 89 сСт. ІВ = 92

Для масел з загущающих присадками індекс в'язкості не повинен бути нижче 120.

Згідно ГОСТ 17479.1-85 клас в'язкості 4з / 10 відпо по SAE 10W-30.

Метод визначення кінематичної в'язкості полягає в вимірі часу закінчення певного об'єму рідини під дією сили тяжіння через калібрований скляний капілярний віскозометр. Для віскозометров використовують скла з малим коефіцієнтом температурного розширення.

Як термостата або лазні віскозиметра використовують прозору судину. Нафтопродукт, що знаходиться в вискозиметре, занурюють не менше ніж на 20 мм нижче рівня рідини в лазні і на 20 мм над дном посудини. Баню віскозиметра постачають пристроєм для регулювання температури рідини.

Для заповнення термо Мінстату використовують дотримуюся-щие рідини: технічний етиловий спирт - для тих-ператури від -60 до +15 ° С; дистильовану воду - для температури від 15 до 60 ° С; гліцерин або розчин гліцерину з водою 1: 1 або світле нафтове масло - для температури понад 60 0 С.

Перед проведенням випробу-вання підбирають вискозиметр з межами вимірювання, со-відповідними очікуваної в'язкості випробуваного неф-тепродукт. Вискозиметр повинен бути сухим і чистим. Між визначеннями віскозиметр промивають раство-телеглядачам і сушать повітрям. Як розчинники застосовують бензин-розчинник для гумової примушує-лінощів, нейтральний ефір, ацетон, толуол і т.п. Пе-періодичних вискозиметр промивають хромової сумішшю, потім прополіскують дистильованою водою, ацето-ном і сушать повітрям.

Пробу нафтопродукту фільтрують через сито, стеклян-ний або паперовий фільтр. При необхідності нафто-продукт сушать безводним сульфонату натрію або про-Кален крупнокристаллической кухонною сіллю і потім фільтрують через паперовий фільтр. Якщо в'яз-кість нафтопродукту визначають при температурі нижче 95 ° С, то його попередньо підігрівають. Вискозиметр заповнюють випробовуваним нафтопродуктом і поміщають в лазню, де встановлюють потрібну температуру.

Розраховують кінематичну в'язкість випробуваного нафтопродукту за формулою:

де ν - кінематична в'язкість, сСт;

з - калібрувальна постійна віскозометра, сСт / с;

t - середнє арифметичне значення часу закінчення, с.

Завдання 5.
Встановити групу і марку моторного масла, призначеного для роботи двигуна зазначеної форсування в певний період року. Оцініть в'язкісно-температурні властивості масла за величиною індексу. В'язкість і схильність його до лако і нагарообразованию за призначенням термоокислительной стабільності.

Двигун - високофорсованих дизельний.

Пора року - літо.

Індекс в'язкості - 110.

Термоокислительная стабільність при 250 0 С - 80 хв.
Відповідь.
За даними завдання марка масла - М- 12 Г (м). - Літній масло для високофорсованих дизельних двигунів для експлуатації у важких умовах, масло має досить хорошою вязкостно-температурною характеристикою, тому що його індекс в'язкості складає 110. Індекс в'язкості для літніх моторних масел повинен бути не менше 90.

Термоокислительная стабільність моторного масла виражається часом, протягом, якого випробувані масло при температурі 250 0 С перетворюватися в залишок, що складається з 50% робочої фракції і 50% лаку. Термоокислительная стабільність характеризує властивість масла під дією високої температури утворювати на поверхні поршневої групи двигунів лакові відкладення. Моторне масло повинне володіти високою термоокислительной стабільністю. За умовою завдання термоокислительная здатність моторного масла при 250 0 С становить 85 хв. Схильність масла до утворення лаків дуже мала.

Як проводиться визначення теплоти згорання палива дослідним шляхом?

Для визначення теплоти згорання палива дослідним шляхом використовують калорій-метричну установку, основними елементами якої є бомба і калориметр